KR102314554B1 - 고속회전이 가능한 베르누이 척을 구비한 광변색액 코팅용 하단분사방식의 무진공 스핀코터 - Google Patents

Abstract

버려지는 렌즈용 코팅용액을 회수할 수 있으며, 베르누이 척을 이용하여 렌즈의 손상없이 고속회전이 가능한 고속회전이 가능한 베르누이 척을 구비한 광변색액 코팅용 하단분사방식의 무진공 스핀코터를 개시한다.
본 발명은 렌즈를 고정하는 베르누이 척; 및 상기 베르누이척에 의하여 고정된 렌즈가 삽입되어 스핀코팅을 수행하며, 내부에 코팅액을 저장할 수 있는 저장탱크를 포함하는 하단분사방식의 무진공 스핀코터를 제공한다.

Description

고속회전이 가능한 베르누이 척을 구비한 광변색액 코팅용 하단분사방식의 무진공 스핀코터{Bottom spray type non-vacuum spin coater for photochromic solution coating with high-speed rotation bernoulli chuck}

본 발명은 고속회전이 가능한 베르누이 척을 구비한 광변색액 코팅용 하단분사방식의 무진공 스핀코터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버려지는 렌즈용 코팅용액을 회수할 수 있으며, 베르누이 척을 이용하여 렌즈의 손상없이 고속회전이 가능한 고속회전이 가능한 베르누이 척을 구비한 광변색액 코팅용 하단분사방식의 무진공 스핀코터에 관한 것이다.

광변색 렌즈(Photochromic Lens)란 자외선과 같은 특정 파장을 갖는 빛에 노출되면 색을 띠게 되고, 빛이 차단되면 투명하게 되는 안경렌즈이다. 이러한 광변색 렌즈의 세계 시장규모는 2020년 81억 달러에서 2027년에는 89억 달러로, CAGR 1.3%로 꾸준히 성장할 것으로 전망되고 있다.

고령화 사회, 디지털 기기 사용 및 레저활동 증가로 인해 안경에 대한 수요는 꾸준히 증가했으며, 용도에 따라 자외선 차단, 긁힘 방지, 얼룩 방지, 김서림 방지 등 다양한 코팅 옵션으로 1인 다수 안경 보유도 증가하고 있다. 특히 COVID-19로 인한 경제 침체로 시장 규모는 다소 정체되었지만, 개인 레져활동의 증가로 인하여 광변색 렌즈 시장은 지속적인 성장을 보일 것으로 예상되며, 따라서 광변색 렌즈를 생산하는 제조 설비의 시장 또한 성장할 것으로 전망되고 있다.

이러한 광변색렌즈는 일반적으로 광변색잉크를 표면에 코팅하여 제조된다. 광변색 잉크를 렌즈의 표면에 코팅하는 방법은 다양한 방법이 사용되고 있지만 대표적으로 스핀코팅을 사용하고 있다. 스핀코팅은 단단한 평면이나 약간 굴곡이 있는 피도물에 얇은 막을 생성하는 공정으로 회전을 쉽게 통제할 수 있는 비교적 작은 크기의 피도물에 적용할 수 있다.

이 스핀코팅 공정은 회전 대칭을 갖는 기재와 전자재료 및 광학렌즈 또는 안경렌즈에 주로 적용되며, 코팅의 두께는 수백 ㎚에서 10㎛까지 다양하게 구현이 가능하다. 특히 비평면의 경우에도 균일한 두께의 코팅 공정이 가능한 장점을 가지고 있다.

그러나 실제 안경과 같은 비교적 굴곡이 심한 비평면 피도물의 경우에는 코팅 후 렌즈 주변부의 품질이 중심부와 균일하지 않고 렌즈 측면에 코팅이 불균일함 등의 품질 이슈가 많아 사용상의 어려움을 가지고 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 스핀코팅시 피도물을 고속회전시켜 균일한 코팅을 하는 공정이 사용되고 있다. 하지만 이러한 고속 회전 공법은 피막을 일정두께로 형성하기 위하여 다량의 광변색액을 사용해야함은 물론이며, 여분의 광변색액이 그대로 폐기되는 문제점을 가지고 있다. 또한 별도의 진공펌프를 이용해야 하므로 제품단가의 상승요인으로 작용하고 있다.

아울러 기존의 스핀코터는 렌즈 등의 피도물을 고정하기 위한 진공펌프가 필수적이나, 진공펌프의 진동에 의한 품질저하, 소음에 의한 작업환경 저하 그리고 진공펌프 별도 구매 및 유지보수로 인한 장비, 제품 가격의 상승요인이 되고 있으며 특히 해외 제품의 경우, 자동 코팅시스템이 개발되어 있으나, 장비 구동 속도에 한계가 있어 생산성이 떨어지고, 고가의 장비로써 구입 및 유지보수에 어려움을 가지고 있다.

(0001) 대한민국 등록특허 제10-2059165호 (0002) 대한민국 등록특허 제10-1234691호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스핀코팅시 발생하는 여분의 코팅액을 회수하는 것으로 고가의 코팅액의 사용량을 최소화할 수 있는 무진공 스핀코터를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 기존에 사용되는 진공척 대신 베르누이척을 시용하여 렌즈와 같은 피도물을 고정하는 것으로 진동에 의한 품질저하를 최소화할 수 있는 무진공 스핀코터를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 회수되는 코팅액 및 저장탱크내의 코팅액을 순환시키는 것으로 코팅액의 경화를 방지할 수 있는 무진공 스핀코터를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 코팅 및 경화이후 잔여 코팅액을 별도로 회수하여 미사용된 코팅액과의 혼입을 방지하는 것으로 경화이후 코팅액과 미사용코팅액의 혼합에 따른 불량을 최소화할 수 있는 무진공 스핀코터를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 렌즈를 고정하는 베르누이 척; 및 상기 베르누이척에 의하여 고정된 렌즈가 삽입되어 스핀코팅을 수행하며, 내부에 코팅액을 저장할 수 있는 저장탱크를 포함하는 하단분사방식의 무진공 스핀코터를 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 베르누이 척은, 척을 상하로 이동시키는 척 본체; 상기 본체의 상부에 위치하는 회전모터; 상기 본체의 하부에 위치하는 선회기류 발생기; 상기 선회기류 발생기를 관통하여 상기 회전모터에 일측이 연결된 에어샤프트; 및 상기 에어샤프트의 타측에 연결되며, 렌즈를 고정하는 비접촉식 진공패드를 포함하며, 상기 선회기류 발생기는, 원형으로 현성되는 선회공간; 상기 선회공간의 일측에 연결되며, 상기 선회공간의 접선방향으로 공기를 공급하는 공기 주입부; 및 상기 선회공간의 타측에 형성되며, 상기 선회공간의 접선방향에 연결되어 공기를 배출하는 공기 배출부를 포함하며, 상기 에어샤프트는; 상기 선회공간의 중앙을 관통하며 일측은 상기 회전모터와 연결되며, 타측은 상기 비접촉식 진공패드와 연결되는 샤프트 본체; 상기 샤프트 본체의 중앙에 형성되며, 타측이 상기 비접촉식 진공패드의 중앙에 진공 개구부를 형성하는 중앙유로; 및 상기 샤프트 본체의 측면을 관통하여 상기 중앙유로와 상기 선회기류발생기의 선회공간을 연결하는 측면유로를 포함하며; 상기 비접촉식 진공패드는, 상기 에어샤프트의 외주면에 연결되는 연결부; 상기 연결부의 최하단에 설치되며, 상측은 상기 연결부에 고정되며, 하측은 렌즈를 흡착하여 고정하는 확장부; 및 상기 확장부의 중앙에 설치되며, 상기 중앙유로와 연통되어 상기 확장부의 내부에 음압을 형성하는 진공 개구부를 포함하며; 상기 저장탱크는, 저장탱크의 외벽을 구성하는 탱크 본체; 상기 탱크 본체의 하부에 위치하는 코팅액 저장공간; 상기 코팅액 저장공간의 중앙에 위치하는 분사노즐; 상기 코팅액 저장공간의 상부에 위치하며, 상기 탱크본체의 내주면을 따라 형성되는 회수공간; 상기 탱크본체의 상부에 형성되며, 상기 베르누이 척에 고정된 렌즈가 진입하는 개구부; 및 상기 탱크본체의 하단에 설치되며 상기 저장공간에 저장된 코팅액을 상기 분사노즐로 가압하여 공급하는 가압공급수단을 포함하며, 상기 코팅액 저장공간은, 원통형으로 형성되는 내벽; 상기 내벽의 하단부에 연결되는 바닥부; 상기 내벽의 상부에 연결되는 코팅액 공급부; 상기 내벽의 하부에 형성되는 코팅액 회수부; 및 상기 바닥부에 연결되는 가압공급수단 연결부를 포함하며, 상기 바닥부는; 상기 바닥부의 경계면보다 높은 높이를 가지는 중앙부; 상기 바닥부의 경계면에 위치하는 홈부; 및 상기 홈부의 하단에 설치되는 가압공급수단 연결부를 포함하며, 상기 회수공간은, 상기 저장공간과 동일한 직경을 가지며, 회부수의 상부로 돌출되어 상기 회수부와 상기 저장공간을 분리하는 회수공간 내벽; 상기 저장공간보다 확장된 직경을 가지며, 상기 탱크본체 상부를 구성하는 회수공간 외벽; 상기 내벽과 외벽 사이에 위치하며, 상부가 개방된 회수부; 및 상기 회수부의 하부에 연결되며, 상기 회수부에서 회수된 코팅액을 외부로 반출하는 회수구를 포함하며, 상기 가압공급수단은; 상기 바닥부에 연결되는 가압공급수단 연결부; 상기 가압공급수단 연결부에 연결되어 상기 바닥부에서 공급되는 코팅액을 가압하는 가압부; 상기 가압부에서 가압된 코팅액에서 부유물을 제거하는 사이클론 분리기; 및 상기 사이클론 분리기에서 분리된 액상의 코팅액을 상기 분사노즐로 공급하는 코팅액 공급부를 포함하며; 상기 사이클론 분리기는, 상기 가압부에서 공급된 가압된 코팅액이 공급되며, 비중에 따라 고형분과 코팅액을 분리하는 제1 사이클론; 및 상기 제2 사이클론에서 분리된 코팅액에서 고형분과 코팅액으로 2차 분리하는 제2 사이클론을 포함하며, 상기 제2 사이클론은 상기 제1 사이클론의 상부에 2~10개가 형성되어 있으며; 상기 제2 사이클론에서 분리된 고형분은 상기 가압된 코팅액과 혼합되어 제1 사이클론으로 공급되며; 상기 분사노즐은 상기 렌즈의 하부에서 상기 렌즈 방향으로 코팅액을 분사하며, 상기 무진공 스핀코터는 (a) 베르누이 척을 이용하여 렌즈의 오목면을 고정하는 단계; (b) 상기 베르누이 척으로 고정된 렌즈를 상기 개구부를 통하여 상기 코팅액 저장 공간의 상부로 하강시키는 단계; (c) 상기 분사노즐을 이용하여 상기 코팅액을 분사하며, 여분의 코팅액은 상기 코팅액 저장공간으로 회수하는 단계; (d) 상기 분사가 완료된 이후 상기 렌즈의 외주면의 높이가 상기 회수공간 내벽의 최상단과 상기 개구부사이에 위치하도록 상승시키는 단계; (e) 상기 베르누이 척을 회전시켜 여분의 코팅액을 상기 회수공간으로 회수하는 단계; 및 (f) 상기 코팅이 완료된 렌즈를 상기 개구부를 통하여 인출하는 단계를 포함하는 방법으로 상기 렌즈를 코팅하는 것일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 렌즈를 진공흡착이 아닌 베르누이 척을 이용하여 비접촉 고정하고 있으므로 렌즈 표면의 손상을 촤소화 할 수 있는 무진공 스핀코터를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 스핀코팅시 발생되는 여분의 코팅액은 저장공간으로 회수하며, 코팅이후 발생하는 여분의 코팅액은 회수공간으로 회수함에 따라 코팅액의 혼합에 의한 불량발생을 최소화할 수 있는 무진공 스킨코터를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 코팅액을 지속적으로 순환시키는 것으로 코팅액의 경화를 방지하여 불량률을 줄임과 동시에 코팅액의 수명을 연장할 수 있어 기존의 코팅장치에 비하여 효율적인 코팅액의 사용이 가능하다.

또한 본 발명은 코팅액을 하면에서 분사하여 렌즈를 코팅함에따라 기존의 상면 분사방식에 비하여 균일하게 코팅이 가능한 무진공 스핀 코터를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 무진공 스핀코터의 외형을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 베르누이척을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 베르누이척의 단면을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 저장탱크의 내부구조는 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 스핀코팅시 여분의 코팅액이 회수공간으로 회수되는 원리를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 사이클론 분리기를 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고 "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 1은 본 발명의 무진공 스핀코터의 전체적인 구성이다.

본 발명은 렌즈를 고정하는 베르누이 척; 및 상기 베르누이척에 의하여 고정된 렌즈가 삽입되어 스핀코팅을 수행하며, 내부에 코팅액을 저장할 수 있는 저장탱크를 포함하는 하단분사방식의 무진공 스핀코터에 관한 것이다.

상기 베르누이 척(100)은 렌즈를 고정시키는 장치로서 상기 렌즈를 고정할뿐만 아니라 일정위치로 이동시키고 일정한 속도로 회전시키는 장치이다,

이를 위하여 상기 베르누이 척은 척을 상하로 이동시키는 척 본체; 상기 본체의 상부에 위치하는 회전모터; 상기 본체의 하부에 위치하는 선회기류 발생기; 상기 선회기류 발생기를 관통하여 상기 회전모터에 일측이 연결된 에어샤프트; 및 상기 에어샤프트의 타측에 연결되며, 렌즈를 고정하는 비접촉식 진공패드를 포함할 수 있다.

상기 척 본체(110)는 작동암과 연결되어 상기 베르누이 척을 고정함과 동시에 일정위치로 이동시키는 역할을 할 수 있다. 이때 상기 척 본체(110)의 일단은 상기 후술한 회전모터(120), 선회기류발생기(130), 에어샤프트(140) 등이 연결되어 상기 렌즈를 고정할 수 있으며, 척 본체의 타측은 작동암과 연결되어 작동암의 움직임에 따라 상기 베르누이 척을 이동시킬 수 있다(도 2 참조).

상기 회전 모터(120)는 상기 척 본체의 상부에 고정되는 것으로 후술할 에어샤프트(140)를 회전시킬 수 있다. 따라서 상기 에어샤프트(140)에 연결된 렌즈를 일정속도로 회전시킬 수 있으며, 이 회전을 통하여 상기 렌즈의 스핀코팅을 수행할 수 있다. 이때 사용되는 모터는 상기 에어샤프트(140)와 연결되어 렌즈를 회전시킬 수 있는 모터라면 제한없이 사용할 수 있지만, 바람직하게는 크기가 작고 회전력이 높은 직류 모터를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 직류 브러시리스 모터(BLDC)를 사용할 수 있다. 특히 직류 브러시리스 코터의 경우 브러시를 사용하는 모터에 비하여 수명이 길며, 펄스폭변조(PWM)방법을 이용하여 정밀하게 속도 제어가 가능하기 때문에 이를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

상기 선회기류 발생기(130)는 내부에서 선회기류를 발생시켜 음압을 형성하는 부분으로 베르누이 효과에 의하여 상기 렌즈를 일정한 힘으로 고정하게 된다. 기존의 진공흡착 방식의 경우 상기 렌즈의 표면에 흡착판이 직접 접촉하게 되므로 흑착판에 의한 렌즈의 손상이 발생할 수 있으며, 회전시 회전축의 진동으로 인하여 코팅액이 균일하게 도포되지 않은 문제점을 가지고 있다. 하지만 본 발명의 베르누이 척(100)은 상기 선회기류 발생기(130)의 내부에서 선회기류를 발생시키는 것으로 베르누이 효과에 의한 인력을 형성할 수 있으며, 이에 따라 비접촉식 이동 및 고정이 가능하다.

이를 위하여 상기 선회기류 발생기(130)는 원형으로 현성되는 선회공간; 상기 선회공간의 일측에 연결되며, 상기 선회공간의 접선방향으로 공기를 공급하는 공기 주입부; 및 상기 선회공간의 타측에 형성되며, 상기 선회공간의 접선방향에 연결되어 공기를 배출하는 공기 배출부를 포함할 수 있다.

상기 선회공간(131)은 후술할 공기주입부(132)에서 공급된 공기가 네부에서 선회하며 원심력을 발생시키는 부분으로, 원형 또는 원기둥형으로 제작되어 내부에서 공기가 원형을 그리며 회전할 수 있다(도 3 참조). 상기 선회기류 발생기(130)의 내부에서 원형으로 회전하는 공기의 경우 외측 방향으로 원심력을 받을 수 있으며, 이는 상기 선회공간(131)의 중심부에는 일정한 음압이 형성될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 이렇게 발생되는 음압을 이용하여 상기 렌즈를 고정함과 동시에 이동시킬 수 있다. 또한 이렇게 발생되는 음압의 경우 상기 렌즈에 인력으로 작용함과 동시에 렌즈와 확장부 사이에 지속적인 공기의 유동을 형성할 수 있으므로, 렌즈와 확장부의 접촉 없이도 렌즈의 고정이 가능하다. 이대 상기 음압은 공급되는 공기의 유속에 비례하므로 상기 공기의 유속 및 공급량을 조절하는 것으로 적절한 인력을 발생시키는 것이 가능하다.

상기 선회공간(131)에는 공기 주입부(132) 및 공기 배출구가 형성될 수 있다. 상기 공기 주입부(132)는 상기 선회공간(131)으로 일정한 압력의 공기를 공급하는 부분으로 원활한 공기의 회전이 가능하도록 상기 선회공간(131)의 접선방향으로 공기를 주입할 수 있도록 제작되는 것이 바람직하다. 이를 통하여 상기 주입된 공기는 상기 선회공간(131)의 내주면을 따라 회전할 수 있으며, 이는 위에서 나타난 바와 같이 인력을 발생시키는 요소로 작용할 수 있다.

상기 공기 배출부는 상기 선회공간의 공기를 배출하는 부분으로 상기 선회공간(131)의 공기를 배출하여 상기 공기 유입부에서 유입된 공기가 상기 선회공간(131)에 일정량이 존재하도록 유지할 수 있다. 이때 상기 공기 배출부는 상기 공기 유입부(132)과 마찬가지로 상기 선회공간(131)의 접선방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 다만 상기 회전하는 공기를 배출하기 위하여 상기 공기 유입부와는 반대되는 방향으로 설치될 수 있다.

상기 선회공간(131) 내의 공기는 일정한 속도로 회전할 수 있는데 이때 상기 선회공간의 벽면에 존재하는 공기는 경계층을 형성할 수 있다. 즉 상기 선회공간의 내주면에 가까운 위치에서 회전하는 공기는 선회공간 내주면과의 마찰로 인하여 먼 위치에서 회전하는 공기에 비하여 낮은 속도로 회전할 수 있다. 따라서 상기 공기 배출부를 접선방향에 설치하는 경우 상기 경계층의 공기를 제거할 수 있으며, 이는 상기 선회공간내의 공기의 회전효율을 높일 수 있다는 것을 의미한다.

상기 에어샤프트(140)는 상기 선회기류 발생기(130)를 통과하도록 설치되며, 상기 모터의 회전을 렌즈로 전달함과 동시에 상기 선회기류 발생기(130)에서 발생하는 베르누이 인력을 렌즈로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.

이를 위하여 상기 에어샤프트는, 상기 선회공간의 중앙을 관통하며 일측은 상기 회전모터와 연결되며, 타측은 상기 비접촉식 진공패드와 연결되는 샤프트 본체; 상기 샤프트 본체의 중앙에 형성되며, 타측이 상기 비접촉식 진공패드의 중앙에 진공 개구부를 형성하는 중앙유로; 및 상기 샤프트 본체의 측면을 관통하여 상기 중앙유로와 상기 선회기류발생기의 선회공간을 연결하는 측면유로를 포함할 수 있다.

상기 샤프트 본체(141)는 상기 회전모터(120)와 상기 렌즈를 연결하는 부분으로 중공의 형상으로 제작되며, 상기 모터의 회전력을 상기 렌즈로 전달하여 상기 렌즈가 일정한 속도로 회전할 수 있도록 한다. 이를 위하여 상기 샤프트 본체(141)의 일측은 상기 모터(120)와 연결되어 있으며, 타측은 비접촉식 진공패드(150)와 연결될 수 있다. 즉 상기 샤프트 본체는 상기 회전모터의 하부로 연장되도록 설치되며, 타단에 상기 렌즈를 흡착할 수 있는 진공패드가 연결될 수 있다.

상기 중앙유로(142)는 상기 에어샤프트(140)의 중앙에 형성되는 유로로서 상기 선회기류 발생기(130)에서 발생된 인력을 후술할 비접촉식 진공패드(150)로 전달하는 부분이다. 이를 위하여 상기 중앙유로(142)는 상기 샤프트 본체(141)의 내부에 형성되는 동공의 형상을 가질 수 있으며, 일측은 폐쇄되거나 중앙유로에 비하여 직경이 작은 개구부를 가지며, 타측이 상기 샤프트 본체의 타측에 연결된 비접촉식 진공패드의 중앙에 형성된 개구부(153)와 연결되어 타측방향이 개방된 형상으로 제작될 수 있다. 이를 통하여 상기 선회기류 발생기에서 생성된 인력은 상기 중앙유로를 통하여 상기 비접촉식 진공패드(150) 방향으로 전달될 수 있으며, 이에 따라 상기 비접촉식 진공패드는 상기 렌즈를 흡착하는 것이 가능하다.

상기 측면유로(143)는 상기 샤프트 본체(141)의 측면을 관통하도록 설치되며, 상기 중앙유로(142)와 상기 선회공간(131)을 연결할 수 있다. 상기 샤프트 본체(141)는 상기 선회기류 발생기의 선회공간(131) 중앙을 관통하도록 설치될 수 있다. 이때 상기 에어샤프트의 중심부에는 상기 중앙유로(142)가 형성되어 있으므로 상기 측면유로(143)를 형성하여 상기 선회공간과 상기 중앙유로를 연결시키는 것이 바람직하다. 이때 상기 측면유로는 상기 샤프트 본체의 측면에 2~6개가 형성될 수 있다. 상기 측면유로가 1개만 설치되는 경우 상기 선회공간에서 발생되는 인력의 전달이 어려우며, 6개를 초과하여 설치되는 경우 상기 샤프트 본체의 내구성이 떨어질 수 있다.

상기 에어샤프트의 타단에는 렌즈를 고정하는 비접촉식 진공패드(150)를 포함할 수 있다. 상기 비접촉식 진공패드(150)는 상기 렌즈를 흡착하여 고정하는 부분으로, 상기 선회기류 발생기(130)에서 발생되는 베르누이 인력을 이용하여 비접촉식으로 상기 렌즈를 고정하게 된다.

이를 위하여 상기 비접촉식 진공패드는, 상기 에어샤프트의 외주면에 연결되는 연결부; 상기 연결부의 최하단에 설치되며, 상측은 상기 연결부에 고정되며, 하측은 렌즈를 흡착하여 고정하는 확장부; 및 상기 확장부의 중앙에 설치되며, 상기 중앙유로와 연통되어 상기 확장부의 내부에 음압을 형성하는 진공 개구부를 포함할 수 있다.

상기 연결부(151)는 상기 에어사프트(140)의 외주면과 접합되어 상기 진공패드(150)를 고정하는 부분으로 상기 진공패드의 중앙상부가 연장되어 상기 에어샤프트(140)의 외주면을 감싸도록 고정할 수 있다. 이를 통하여 상기 진공패드는 상기 에어샤프트의 회전에 의하여 동시에 회전될 수 있으며, 상기 렌즈를 상기 진공패드에 의하여 상기 에어샤프트와 같이 회전하는 것이 가능하다.

상기 확장부(152)는 상기 연결부(151)의 최하단에 설치되며, 상측은 상기 연결부에 고정되며, 하측은 렌즈를 흡착하여 고정하는 부분으로 나팔형으로 제작되어 상기 렌즈의 볼록한 부분을 원활하게 흡착되도록 할 수 있다(도 2 및 도 3 참조). 또한 상기 확장부(152)는 탄성을 가지도록 제작될 수 있으며, 이에 따라 다양한 형상을 가지는 렌즈의 표면을 원활하게 흡착할 수 있다.

상기 진공개구부(153)는 상기 확장부(152)의 중앙에 설치되며, 상기 중앙유로(142)와 연통되어 상기 확장부의 내부에 음압을 형성할 수 있다. 즉 상기 진공개구부(153)의 외주면을 따라 상기 확장부가 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 진공개구부에서 발생되는 인력으로 상기 렌즈를 흡착하는 것이 가능하다.

상기 저장탱크(200)는 렌즈에 코팅되는 코팅액을 저장하기 위한 탱크로 저장탱크의 외벽을 구성하는 탱크 본체; 상기 탱크 본체의 하부에 위치하는 코팅액 저장공간; 상기 코팅액 저장공간의 중앙에 위치하는 분사노즐; 상기 코팅액 저장공간의 상부에 위치하며, 상기 탱크본체의 내주면을 따라 형성되는 회수공간; 상기 탱크본체의 상부에 형성되며, 상기 베르누이 척에 고정된 렌즈가 진입하는 개구부; 및 상기 탱크본체의 하단에 설치되며 상기 저장공간에 저장된 코팅액을 상기 분사노즐로 가압하여 공급하는 가압공급수단을 포함할 수 있다.

상기 탱크 본체(210)는 상기 저장탱크의 기본 구조를 형성하는 부분으로 외형이 육면체형 또는 원기둥형으로 제작될 수 있으며, 상부에는 상기 베르누이척에 고정된 렌즈가 진입할 수 있는 개구부(250)가 형성될 수 있다. 상기 탱크 본체(210)는 상기 코팅액을 저장할 수 있는 재질이라면 제한없이 사용하여 제작될 수 있지만, 저장액과 반응하지 않으면서도 일정한 온도를 유지하여 상기 저장액의 경화를 방지할 수 있는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리비닐클로라이드, 폴리우레탄, 에폭시 수지, ABS수지 또는 실리콘 수지에서 선택되는 1종이상을 포함할 수 있다. 아울러 상기 탱크본체는 각 렌즈의 크기 및 코팅액에 따라 다양하게 제작할 수 있도록 3D프린터를 이용하여 제작될 수 있으며, 이 경우 폴리락트산을 이용하여 제작될 수도 있다(도 4 참조).

상기 코팅액 저장공간(220)은 상기 본체의 하부에 위치하며, 코팅액이 저장되는 공간으로, 중심부에 분사노즐(230)이 돌출되어 설치되며, 상측이 개방되도록 설치되어 상기 분사노즐(230)에서 분사되는 코팅액이 상기 개구부(250)로 진입한 렌즈에 도포될 수 있도록 할 수 있다(도 4 및 도 5 참조). 이때 상기 분사노즐(220)은 상기 코팅액 저장공간에 저장되는 코팅액을 통과하여 외부로 노출되도록 설치될 수 있으며, 개방된 저장공간의 상부에 렌즈가 위치하게 되므로 분사시 여분의 분사액은 상기 저장공간으로 자연스럽게 회수될 수 있다. 기존의 상부 분사방식의 경우 분사노즐이 렌즈의 상부에 위치하고 있어 분사시 여분의 코팅액을 회수하기 어려웠지만, 본 발명의 경우 본사노즐은 상기 코팅액을 통과하도록 설치되며, 렌즈의 하부에서 분사하고 있으므로 여분의 분사액은 중력에 의하여 자연스럽게 코팅액 저장공간 내로 회수되어 저장공간내의 코팅액과 혼합될 수 있다.

또한 상기 코팅액 저장공간(220)은 상기 코팅액의 원활한 사용을 위하여 특정한 형상으로 제작될 수 있다. 상기 코팅액 저장공간은, 원통형으로 형성되는 내벽; 상기 내벽의 하단부에 연결되는 바닥부; 상기 내벽의 상부에 연결되는 코팅액 공급부; 상기 내벽의 하부에 형성되는 코팅액 회수부; 및 상기 바닥부에 연결되는 가압공급수단 연결부를 포함할 수 있다.

상기 내벽(2210)은 상기 코팅액 저장공간의 측면을 형성하는 부분으로 상기 노즐(230)에서 분사된 여분의 코팅액이 흘러내릴 수 있도록 원통형으로 제작되는 것이 바람직하다. 또한 상기 코팅액이 원활하게 흘러내릴 수 있도록 친수성 또는 소수성으로 코팅될 수 있다. 즉 상기 코팅액이 친수성 물질인 경우 상기 내벽은 소수성물질로 코팅될 수 있으며 상기 코팅액이 소수성 물질인 경우 상기 내벽은 친수성 물질로 코팅되어 상기 코팅액이 바닥면으로 원활하게 흘러내리도록 하는 것이 바람직하다.

상기 바닥부(222)는 상기 저장공간의 하부를 형성하는 부분으로 코팅액이 원활히 공급될 수 있도록 중앙부가 테두리 부에 비하여 상승된 형상으로 제작될 수 있다. 이를 위하여 상기 바닥부는 상기 바닥부의 경계면보다 높은 높이를 가지는 중앙부; 상기 바닥부의 경계면에 위치하는 홈부; 및 상기 홈부의 하단에 설치되는 가압공급수단 연결부를 포함할 수 있다.

상기 중앙부(226)는 상기 테두리부에 비하여 높게 제작될 수 있다. 즉 상기 코팅액은 상기 테두리부에 위치하게 되며, 이를 상기 내벽을 따라 흘러내리는 여분의 코팅액과의 혼합을 용이하게 할 뿐만 아니라 흘러내리는 코팅액의 이동거리를 줄여주어 코팅액의 경화를 막을 수 있다는 장점을 가질 수 있다.

상기 바닥부의 경계면에는 홈부(227)가 형성될 수 있다. 상기 홈부(227)는 상기 테두리 부에 형성된 홈을 의미하는 것으로 상기 중앙부에서 테두리부로 연결되는 형상을 가지는 바닥면의 테두리 부에 일정 깊이로 형성되어 상기 코팅액이 상기 홈부에 위치하도록 할 수 있다. 일반적으로 상기 코팅액은 상기 중앙부의 높이보다 높은 수위를 유지할 수 있지만, 상기 코팅액의 사용에 따라 상기 수위가 낮아지게 되면 상기 중앙부가 먼저 노출될 수 있으며, 이후 상기 테두리부가 노출될 수 있다. 하지만 이 경우 상기 코팅액은 상기 홈부에 모여있게 되므로 상기 코팅액의 마지막까지 상기 분사노즐에서 분사시킬 수 있다.

또한 상기 홈부(227)는 후술할 코팅액 회수부(224)보다 낮은 위치에 형성되도록 하는 것으로 경화된 코팅액이 회수되지 않고 상기 가압공급수단에 연결된 사이클론 분리기에서 분리되도록 할 수 있다. 이를 통하여 상기 코팅액 저장공간 내의 코팅액은 경화없이 장기간 보관하는 것이 가능하다.

상기 내벽의 상부 및 하부에는 각각 코팅액 공급부(223)와 코팅액 회수부(224)가 연결될 수 있다. 상기 코팅액의 경우 일정온도 또는 일정시간 이상 대기중에 노출되면 경화되는 성질을 가질 수 있다. 따라서 이러한 코팅액을 상기 코팅액 저장공간에 장기간 저장하는 경우 코팅액이 경화될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 코팅액은 주기적으로 또는 상기 순환되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 내벽의 상부에는 코팅액 공급부(223)를 형성하며, 상기 내벽의 하부에 상기 코팅액 회수부(224)를 형성하는 것으로 코팅액의 순환을 수행할 수 있다. 이때 상기 코팅액 회수부(224)의 경우 상기 코팅액의 수위에 비하여 낮은 위치에 형성되는 것으로 상기 코팅액을 회수하는 것이 바람직하며, 상기 코팅액 공급부(223)는 상기 코팅액 회수부(224)에 비하여 높은 위치에 형성되어 상기 코팅액을 순환시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 코팅액의 보충도 가능하게 할 수 있다.

상기 코팅액 저장공간의 상부에는 회수공간이 형성될 수 있다. 상기 회수공간은 상기 분사 노즐에 의하여 상기 코팅액의 분사가 완료된 렌즈가 스핀코팅을 수행할 때 여분의 코팅액을 회수하기 위한 공간으로, 상기 스핀코팅시 발생하는 여분의 코팅액은 경화과정을 거친 이후이므로 이를 따로 분리하여 회수하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 상기 회수공간은 상기 저장공간과 동일한 직경을 가지며, 회부수의 상부로 돌출되어 상기 회수부와 상기 저장공간을 분리하는 회수공간 내벽; 상기 저장공간보다 확장된 직경을 가지며, 상기 탱크본체 상부를 구성하는 회수공간 외벽; 상기 내벽과 외벽 사이에 위치하며, 상부가 개방된 회수부; 및 상기 회수부의 하부에 연결되며, 상기 회수부에서 회수된 코팅액을 외부로 반출하는 회수구를 포함할 수 있다.

상기 회수공간 내벽(231)은 상기 회수부와 상기 코팅액 저장공간(220)을 분리하는 부분으로, 상기 회수부의 상부로 돌출되어 스핀코팅시 발생하는 여분의 코팅액을 회수할 수 있도록 할 수 있다.

이를 상세히 살펴보면, 상기 회수공간 내벽(231)은 상기 저장공간(220)과 동일한 직경을 가지며 상기 저장공간의 상부로 돌출되로록 제작될 수 있다. 이때 상기 회수공간은 상기 회수공간 내벽(231)의 외면에 위치하게 되므로, 상기 저장공간의 상부에는 상기 저장공간보다 직경이 큰 회수공간이 형성될 수 있다. 상기 본사수단에 의한 코팅액의 분사가 완료된 이후 상기 렌즈는 상승하여 스핀코팅을 수행하게 되며, 이때 상기 렌즈를 회전시키게 되면 여분의 코팅액은 원심력에 의하여 상기 회수공간으로 회수될 수 있다(도 5 참조). 따라서 스핀코팅시 상기 렌즈의 외주면의 높이는 상기 회수공간의 내벽(231)보다 일정 높이가 높게 위치하도록 하는 것이 바람직하며, 상기 회수공간 내벽(231)의 직경 즉 상기 저장공간의 직경은 상기 렌즈의 직경에 비하여 5~10%가 크게 제작되는 것이 바람직하다. 상기 회수공간 내벽(231)의 직경이 상기 렌즈의 직경에 비하여 5%미만으로 크게 제작되는 경우 스핀코팅을 위한 회전시 상기 회수공간 내벽과 렌즈가 접촉하여 렌즈에 손상을 줄 수 있으며, 10%를 초과하도록 크게 제작되는 경우 크핀코팅시 여분의 코팅액이 상기 저장공간으로 떨어질 수 있다.

상기 회수공간의 외벽(232)은 상기 저장공간(220)보다 확장된 직경을 가지며, 상기 탱크본체(210) 상부를 구성하는 부분이다. 상기 회수공간 내벽(231)이 상기 저장공간(220)과 동일한 직경을 가지도록 제작되고 있으므로 상기 회수공간 외벽(232)은 상기 저장공간(220)에 비하여 확장된 직경을 가짐으로써 상기 회수공간을 구성할 수 있다.

또한 상기 회수공간 외벽(232)의 경우 상기 스핀코팅시 발생하는 여분의 코팅액이 접촉하여 흘러내릴 수 있도록 제작될 수 있다. 이를 위하여 상기 회수공간 외벽은 상기 저장공간 내벽과 동일하게 친수성 또는 소수성으로 코팅될 수 있다. 즉 상기 코팅액이 친수성 물질인 경우 상기 회수공간 외벽은 소수성물질로 코팅될 수 있으며 상기 코팅액이 소수성 물질인 경우 상기 회수공간 외벽은 친수성 물질로 코팅되어 상기 코팅액이 회수공간으로 원활하게 흘러내리도록 하는 것이 바람직하다.

상기 회수부(233)는 상기 회수공간 외벽과 상기 회수공간 내벽의 사이에 위치하며, 상기 회수공간 내벽(231)보다 낮은 높이로 형성되어 스핀 코팅시 발생하는 여분의 코팅액을 회수하는 공간이다. 상기 스핀코팅시 상기 렌즈는 고속으로 회전하게 되며, 이에 따라 여분의 코팅액이 원심력에 의하여 상기 렌즈의 외주면 밖으로 비산하게 된다. 이때 상기 렌즈의 외주면은 상기 회수공간 내벽의 최상단에 비하여 높은 위치에 ?z으므로 상기 여분의 코팅액은 상기 회수공간 내벽을 넘어 상기 회수부 및 상기 회수공간 외벽에 접촉하게 된다. 이렇게 모여진 여분의 코팅액은 상기 회수부의 바닥면에 형성되는 회수구를 통하여 외부로 반출될 수 있다(도 5 참조).

또한 상기 저장탱크 내부는 불활성 기체분위기를 가질 수 있다. 본 발명에서 “분위기”는 일정한 공간의 내부 기체가 특정 기체로 치환된 것을 의미하는 것으로 일예로서, “질소 분위기”의 경우 일정공간 내의 기체 전부가 질소로 치환되어 있는 것을 의미한다.

본 발명의 경우 상기 코팅액과 산소의 접촉으로 인한 경화 및 산화를 방지하기 위하여 상기 저정탱크 내를 불활성기체 분위기로 치환할 수 있다. 이때 사용되는 불활성기체는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 또는 제논을 사용할 수 있으며, 바람직하게를 질소를 사용할 수 있다. 아울러 본 발명의 저장탱크의 상부는 렌즈가 진입하기 위한 개구부를 가지고 있으므로 상기 불활성기체를 일정속도로 지적적으로 공급하는 것으로 상기 저장탱크내에 양압을 형성할 수 있으며, 이에 따라 외부의 공기 특히 산소의 진입을 방지할 수 있다.

상기 개구부(250)는 상기 저장탱크의 상단에 설치되며, 상기 렌즈가 저장공간 내부로 진입하는 통로의 역할을 할 수 있다. 이때 상기 개구부(250)는 상기 렌즈의 진입이 용이하도록 상기 렌즈의 크기보다 크게 제작될 수 있으며, 상기 렌즈의 코팅을 수행하지 않는 경우 상기 코팅액의 경화 및 증발을 막기 위하여 별도의 뚜껑을 구비할 수도 있다. 아울러 상기 개구부는 상기 코팅 수행시 상기 렌즈의 하부에서 코팅을 수행하고 있으므로, 상기 렌즈가 일종의 뚜껑역할을 하게되어 코팅시 별도의 뚜껑 또는 가림막을 설치하지 않더라도 코팅액의 비산이 억제될 수 있는 구조를 가지지만, 상기 코팅과정에서 코팅액의 증발을 막을 수 있도록 가림수단이 설치될 수 있다. 상기 가림수단은 상기 렌즈의 진입시에는 최대한 확장되어 상기 렌즈의 진입을 방해하지 않지만, 렌즈의 진입이후에는 상기 에어샤프트의 외경에 맞도록 축소될 수 있다.

상기 가압공급수단은 상기 저장탱크 내의 코팅액을 상기 분사수단으로 가압공급하기 위한 부분으로 일측이 상기 바닥부의 홈부와 연경되어 상기 코팅액을 공급받으며, 타측이 상기 분사노즐과 연결되어 상기 코팅액을 분사할 수 있다. 또한 상기 분사수단(230)에서 일정한 코팅액을 분사하며, 코팅액에 경화된 잔유물을 제거하기 위하여 상기 가압공급수단은 상기 바닥부에 연결되는 가압공급수단 연결부; 상기 가압공급수단 연결부에 연결되어 상기 바닥부에서 공급되는 코팅액을 가압하는 가압부; 상기 가압부에서 가압된 코팅액에서 부유물을 제거하는 사이클론 분리기; 및 상기 사이클론 분리기에서 분리된 액상의 코팅액을 상기 분사노즐로 공급하는 코팅액 공급부를 포함할 수 있다.

상기 가압공급수단 연결부(225)는 상기 바닥부에 존재하는 홈부에 연결되어 상기 저장탱크내의 코팅액을 흡인하는 부분이다. 상기 가압공급수단 연결부(225)는 상기 홈부에 존재하는 코팅액을 반출시킬 수 있으며, 따라서 상기 홈부의 바닥면에 형성될 수 있다.

상기 가압부(241)는 상기 연결부에서 흡인된 코팅액을 가압하여 공급하는 부분으로 후술할 사이클론 분리기(300)의 작동을 원활히 함과 동시에 상기 분사 노즐에서 적절한 압력으로 분사될 수 있도록 상기 코팅액을 가압하는 수단이다. 이때 상기 가압부는 상기 코팅액을 가압하여 공급할 수 있는 수단이라면 제한없이 사용될 수 있다.

상기 사이클론 분리기(300)는 상기 강압부에서 가압된 코팅액에서 부유물을 제거하는 부분으로, 상기 코팅액을 원심력을 이용하여 부유물을 분리할 수 있다. 따라서 상기 사이클론 분리기에 상기 코팅액이 유입되기 이전 상 코팅액은 충분한 압력으로 가압되는 것이 바람직하며, 이때 상기 코팅액의 가압이 충분하지 못하면 상기 코팅액에 가해지는 원심력이 충분하지 않아 상기 부유물의 분리가 어려울 수 있다.

이를 상세히 살펴보면, 상기 사이클론 분리기(300)는 상기 가압부에서 공급된 가압된 코팅액이 공급되며, 비중에 따라 고형분과 코팅액을 분리하는 제1 사이클론; 및 상기 제2 사이클론에서 분리된 코팅액에서 고형분과 코팅액으로 2차 분리하는 제2 사이클론을 포함할 수 있다.

상기 제1 사이클론(310)은 상기 가압된 코팅액에서 부유물을 1차로 분리하는 부분으로, 원심력을 이용하여 비중이 높은 부유물을 제거할 수 있다. 이를 상세히 살펴보면 상기 제1 사이클론(310)은 원통형의 상부 및 원뿔형의 하부로 구성되어 있으며, 원통형의 상부 일측에서 상기 가압된 코팅액이 접선방향으로 공급(311)될 수 있다. 상기 접선방향으로 공급된 코팅액은 원심력에 의하여 부유물이 원통형의 상부 외측으로 밀려나게 되며, 부유물이 제거된 코팅액은 상대적으로 상기 제1사이클론(310)의 중앙부에 위치하게 된다. 이때 상기 부유물을 중력의 영향으로 인하여 상기 원통형의 상부 아래쪽에 있는 원뿔형의 하부 방향으로 이둥하게 되며, 최종적으로는 최하단의 배출구로 배출될 수 있다. 아울러 상기 원통형의 상부 최상단 중앙에는 유출구가 형성되어 있어 상기 부유물이 제거된 코팅액을 제2 사이클론(320)으로 공급할 수 있다.

상기 제2 사이클론(320)은 상기 제1 사이클론(310)에서 1차 부유물이 제거된 코팅액을 2차 처리하는 부분으로 상기 제1 사이클론(310)의 상부에 2~20개가 형성될 수 있다. 이를 통하여 상기 제1 사이클론(310)에서 제거되지 못한 부유물이 2차로 제거될 수 있다. 상기 제2 사이클론(320)은 상기 제1 사이클론(310)과 동일한 구조를 가지고 있으며, 다만 일정한 압력을 유지하기 위하여 상기 제2 사이클론(320)의 내용적의 합은 상기 제1 사이클론(310)의 내용적과 작거나 같을 수 있다. 이때 상기 제2 사이클론의 내용적의 합이 상기 1차 사이클론에 비하여 크게 제작되는 경우 상기 제1사이클론에서 사용할 수 있는 압력이 줄어들게되므로 부유물 제거효율이 저하될 수 있다.

아울러 상기 제2 사이클론(320)의 하부에서 배출되는 부유물은 상기 가압된 코팅액과 혼합되어 제1 사이클론(310)으로 공급될 수 있다. 상기 제2 사이클론에서 배출되는 부유물은 많은양의 코팅액이 포함되어 있으므로 이를 그대로 폐기하는 경우 고가의 코팅액을 폐기하는 결과를 가져올 수 있다 따라서 이를 가압된 코팅액과 혼합하여 공급하는 것으로 사이클론의 차리량을 늘리면서도 폐기되는 코팅액의 양으로 최소화할 수 있다(도 6 참조).

상기와 같이 사이클론 분리기에 의하여 부유물이 제거된 코팅액은 분사노즐(230)로 공급되어 렌즈에 도포될 수 있다. 이때 상기 분사노즐은 상기 저장탱크(200)의 중앙부에 상측 방향으로 설치될 수 있다. 이를 상세히 살펴보면 상기 저장탱크(200)의 중앙부에는 상기 코팅액이 일정수위를 가지며 저장되어 있다. 본 발명의 분사노즐(230)의 경우 상기 저장탱츠의 중앙부에 위치할 수 있으므로, 상기 저장탱크 내의 코팅액에 일부가 침지되어 있는 형상으로 설치될 수 있다. 또한 본 발명의 경우 상기 렌즈의 볼록부가 하방으로 향하고 있으므로 상기 분사노즐(230)을 상방을 향하도록 배치하여, 상기 렌즈의 하부에서 상기 코팅액이 분사되로록 하는 것이 바람직하다(도 5 참조).

상기 무진공 스핀코터는 (a) 베르누이 척을 이용하여 렌즈의 오목면을 고정하는 단계; (b) 상기 베르누이 척으로 고정된 렌즈를 상기 개구부를 통하여 상기 코팅액 저장 공간의 상부로 하강시키는 단계; (c) 상기 분사노즐을 이용하여 상기 코팅액을 분사하며, 여분의 코팅액은 상기 코팅액 저장공간으로 회수하는 단계; (d) 상기 분사가 완료된 이후 상기 렌즈의 외주면의 높이가 상기 회수공간 내벽의 최상단과 상기 개구부사이에 위치하도록 상승시키는 단계; (e) 상기 베르누이 척을 회전시켜 여분의 코팅액을 상기 회수공간으로 회수하는 단계; 및 (f) 상기 코팅이 완료된 렌즈를 상기 개구부를 통하여 인출하는 단계를 포함하는 방법으로 상기 렌즈를 코팅할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

100 : 베르누이 척
110 : 척 본체
120 : 회전모터
130 : 선회기류 발생기
131 : 선회공간
132 : 공기 중입부
140 : 에어샤프트
141 : 샤프트 본체
142 : 중앙유로
143 : 측면유로
150 : 비접촉식 진공패드
151 : 연결부
152 : 확장부
153 : 진공 개구부
200 : 저장탱크
210 : 탱크 본체
220 : 저장공간
221 : 내벽
222 : 바닥부
223 : 코팅액 공급부
224 : 코팅액 회수부
225 : 가압공급수단 연결부
226 : 중앙부
227 : 홈부
230 : 분사노즐
241 : 가압수단
242 : 코팅액 공급부
250 : 개구부
300 : 사이클론 분리기
310 : 제1 사이클론
311 : 가압된 코팅액 공급부
312 : 배출부
320 : 제2 사이클론

Claims (2)

1. 렌즈를 고정하는 베르누이 척; 및
   상기 베르누이척에 의하여 고정된 렌즈가 삽입되어 스핀코팅을 수행하며, 내부에 코팅액을 저장할 수 있는 저장탱크;
   를 포함하는 하단분사방식의 무진공 스핀코터에 있어서,
   상기 베르누이 척은,
   척을 상하로 이동시키는 척 본체;
   상기 본체의 상부에 위치하는 회전모터;
   상기 본체의 하부에 위치하는 선회기류 발생기;
   상기 선회기류 발생기를 관통하여 상기 회전모터에 일측이 연결된 에어샤프트; 및
   상기 에어샤프트의 타측에 연결되며, 렌즈를 고정하는 비접촉식 진공패드;
   를 포함하며,
   상기 선회기류 발생기는,
   원형으로 현성되는 선회공간;
   상기 선회공간의 일측에 연결되며, 상기 선회공간의 접선방향으로 공기를 공급하는 공기 주입부; 및
   상기 선회공간의 타측에 형성되며, 상기 선회공간의 접선방향에 연결되어 공기를 배출하는 공기 배출부;
   를 포함하며,
   상기 에어샤프트는;
   상기 선회공간의 중앙을 관통하며 일측은 상기 회전모터와 연결되며, 타측은 상기 비접촉식 진공패드와 연결되는 샤프트 본체;
   상기 샤프트 본체의 중앙에 형성되며, 타측이 상기 비접촉식 진공패드의 중앙에 진공 개구부를 형성하는 중앙유로; 및
   상기 샤프트 본체의 측면을 관통하여 상기 중앙유로와 상기 선회기류발생기의 선회공간을 연결하는 측면유로;
   를 포함하며;
   상기 비접촉식 진공패드는,
   상기 에어샤프트의 외주면에 연결되는 연결부;
   상기 연결부의 최하단에 설치되며, 상측은 상기 연결부에 고정되며, 하측은 렌즈를 흡착하여 고정하는 확장부; 및
   상기 확장부의 중앙에 설치되며, 상기 중앙유로와 연통되어 상기 확장부의 내부에 음압을 형성하는 진공 개구부;
   를 포함하며;
   상기 저장탱크는,
   저장탱크의 외벽을 구성하는 탱크 본체;
   상기 탱크 본체의 하부에 위치하는 코팅액 저장공간;
   상기 코팅액 저장공간의 중앙에 위치하는 분사노즐;
   상기 코팅액 저장공간의 상부에 위치하며, 상기 탱크본체의 내주면을 따라 형성되는 회수공간;
   상기 탱크본체의 상부에 형성되며, 상기 베르누이 척에 고정된 렌즈가 진입하는 개구부; 및
   상기 탱크본체의 하단에 설치되며 상기 저장공간에 저장된 코팅액을 상기 분사노즐로 가압하여 공급하는 가압공급수단;
   을 포함하며,
   상기 코팅액 저장공간은,
   원통형으로 형성되는 내벽;
   상기 내벽의 하단부에 연결되는 바닥부;
   상기 내벽의 상부에 연결되는 코팅액 공급부;
   상기 내벽의 하부에 형성되는 코팅액 회수부; 및
   상기 바닥부에 연결되는 가압공급수단 연결부;
   를 포함하며,
   상기 바닥부는;
   상기 바닥부의 경계면보다 높은 높이를 가지는 중앙부;
   상기 바닥부의 경계면에 위치하는 홈부; 및
   상기 홈부의 하단에 설치되는 가압공급수단 연결부;
   를 포함하며,
   상기 회수공간은,
   상기 저장공간과 동일한 직경을 가지며, 회부수의 상부로 돌출되어 상기 회수부와 상기 저장공간을 분리하는 회수공간 내벽;
   상기 저장공간보다 확장된 직경을 가지며, 상기 탱크본체 상부를 구성하는 회수공간 외벽;
   상기 내벽과 외벽 사이에 위치하며, 상부가 개방된 회수부; 및
   상기 회수부의 하부에 연결되며, 상기 회수부에서 회수된 코팅액을 외부로 반출하는 회수구;
   를 포함하며,
   상기 가압공급수단은;
   상기 바닥부에 연결되는 가압공급수단 연결부;
   상기 가압공급수단 연결부에 연결되어 상기 바닥부에서 공급되는 코팅액을 가압하는 가압부;
   상기 가압부에서 가압된 코팅액에서 부유물을 제거하는 사이클론 분리기; 및
   상기 사이클론 분리기에서 분리된 액상의 코팅액을 상기 분사노즐로 공급하는 코팅액 공급부;
   를 포함하며;
   상기 사이클론 분리기는,
   상기 가압부에서 공급된 가압된 코팅액이 공급되며, 비중에 따라 고형분과 코팅액을 분리하는 제1 사이클론; 및
   상기 제1 사이클론에서 분리된 코팅액에서 고형분과 코팅액으로 2차 분리하는 제2 사이클론;
   을 포함하며,
   상기 제2 사이클론은 상기 제1 사이클론의 상부에 2~10개가 형성되어 있으며;
   상기 제2 사이클론에서 분리된 고형분은 상기 가압된 코팅액과 혼합되어 제1 사이클론으로 공급되며;
   상기 분사노즐은 상기 렌즈의 하부에서 상기 렌즈 방향으로 코팅액을 분사하며,
   상기 무진공 스핀코터는
   (a) 베르누이 척을 이용하여 렌즈의 오목면을 고정하는 단계;
   (b) 상기 베르누이 척으로 고정된 렌즈를 상기 저장공간의 개구부를 통하여 상기 코팅액 저장 공간의 상부로 하강시키는 단계;
   (c) 상기 분사노즐을 이용하여 상기 코팅액을 분사하며, 여분의 코팅액은 상기 코팅액 저장공간으로 회수하는 단계;
   (d) 상기 분사가 완료된 이후 상기 렌즈의 외주면의 높이가 상기 회수공간 내벽의 최상단과 상기 저장공간의 개구부 사이에 위치하도록 상승시키는 단계;
   (e) 상기 베르누이 척을 회전시켜 여분의 코팅액을 상기 회수공간으로 회수하는 단계; 및
   (f) 상기 코팅이 완료된 렌즈를 상기 저장공간의 개구부를 통하여 인출하는 단계;
   를 포함하는 방법으로 상기 렌즈를 코팅하는 것을 특징으로 하는 하단분사방식의 무진공 스핀코터.
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